Способ подготовки ствола скважины к креплению Советский патент 1992 года по МПК E21B21/00 E21B37/02 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к изоляции поглощающих пластов в скважине.

Цель изобретения - повышение сопротивления пласта гидроразрыву в процессе цементирования.

Способ осуществляют следующим образом.

В компановку бурильных колонн между долотом и валом турбобура включен кольматационный переводник, в корпусе которого вставлены несколько насадок. Эти насадки располагаются через 180 или 120° с расстоянием друг от друга по вертикали, равным трем диаметрам рабочей насадки. Вы- бор количества и диаметр насадок определяют из условий создания динамического давления струи на стенки

скважины, превышающего давление гидроразрыва пород. При вращении колонны с переводниками. перемещении ее по вертикали промывочной жидкостью, истекающей со скоростью 102-118 м/с из насадок кольматационного переводника, создают давление на пласты, превышающее критическое, тем самым производят локальный гидравлический разрыв пластов с образованием трещин. Скорость истечения струи из насадок переводника определяют по из- вертной формуле:

J/(S,+ S2), м/с,

где Q - расход промывочной жидкости, м3/с;

СЛ О1

-Рь

ю

S.Sg- площадь семения отверстий насадок, соответственно, в долоте и переводнике, м2

V

г

di

S2и

Т

d o

Динамическое давление струи на стенки скважины рассчитывается по формуле:

Р - p.v(1-costf), МПа,

где О - плотность бурового раствора, кг/м3; v - скорость истечения струи,

м/с; (Об - угол изменения направления

струи при отражении от стенки, град.

Для закупоривания трещин в промывочную жидкость вводили наполнители, например, песок, асбест и др., которые подавались через кольматационный переводник в трещины, тем самым создавая экран-, способствующий увеличению давления гидроразрыва пород, слагающих обрабатываемые интервалы ствола скважины.

Пример 1. Удлиненный кондуктор 219 мм спущен на глубину 1608 м, зацементирован до устья. После достижения проектного забоя 3000 м скважина была проработана в интервале 2000-3000 м с включенным в компановк кольматационным переводником с одной насадкой диаметром 8,7 мм. В гидромониторном долоте было заглушено одно отверстие, оставшиеся имели диаметр по 10 мм, расход промывочной j жидкости составил 22«10 3 м3/с. При этом режиме работы скорость истечения сруи из насадок переводника и долота равна:

- 20,785-Ю1

-

.1СГ6- 1

и

Ml

4

d

ЬО,785-8,7- 10

- 0,594

2240

-3

1 ,.570-10- + 0,594«10-

0

5

0

- 102 м/с.

При-плотности раствора 1200 кг/м3

давление струи на стенки скважины

равно:

Р 1200-1022-1.5 19 МПа.

П р и м е р 2. Удлиненный кондуктор 219 мм спущен на глубину 1608 м, зацементирован до устья. После достижения проектного забоя 3000 м, скважина была проработана в интервале 2000-3000 м с включенным в компановку кольматационным переводником с двумя насадками диаметром по 8,7 мм. В гидромониторном долоте было заглушено два отверстия, а оставшиеся имеют диаметр 10 мм, расход промывочной жидкости составил 21«10 3 м3/с. При этом режиме работы скорость истечения струи из насадок переводника и долота равна:

25

-6

- 1-0,785-10 10

30

- 2 «0,785- 8,7

Ч

v

21 МО0,785-10 .1,188-10

-4

106 м/с.

, акуй 40

45

50

6

55

При плотности раствора 1200 кг/м3 давление струи на стенки скважины равно:

Р - 1200-1062.1,5 20 МПа,

П р и м е р 3. Удлиненный кондуктор 219 мм спущен на глубину 1608 м, зацементирован до устья. По достижении проектного забоя 3000 м скважина была проработана в интервале 2000-3000 м/с включенным в компоновку кольматационным переводником с одной насадкой диаметром 8,7 мм. В .гидромониторном долоте было заглушено одно отверстие, а два других имели диаметр по 8,7 мм, расход промывочной жидкости 2-1 . При этом режиме работы скорость истечения струи из насадок переводника и долота равна:

S,- 2 ji- ад - 2.0,785-8,7. 10

1,

n

54 - 1 -Ј- d - ЬО,,7J- 10

0,594НО 4м2;

21 -10-

1,188. 0,594-10

- 118 м/с.

При плотности раствора 1200 кг/мэ давление струи на стенки скважины равно:

Р - 1200.1182-1,5 - 25 МПа.

При скорости истечения струи меньше 102 м/с не происходит локального гидроразрыва пластов, так как давление на пласт не превышает критическое, при скорости истечения струи

больше 118 м/с происходит кавернообразование.

Формула изобретени

0

Способ подготовки ствола скважины к креплению, включающий создание коль- матационного экрана на стенках скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения сопротивления пласта гидравлическому разрыву в процессе цементирования, перед созданием кольмэтационного экрана производят локальный гидравлический разрыв пласта, при этом струи промывочной жидкости направляют из насадок переводника на пласты с низкими градиентами разрыва с давлением, превышающим критическое при скорости истечения струи 102-118 м/с, а кольматаци- онный экран создают закупориванием образовавшихся от локального гидро- раэрыва трещин поглощения.

5

0

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для изоляции поглощающих пластов в скважине. Цель - повышение сопротивления пласта гидравлическому разрыву в процессе цементирования. Перед созданием коль- матационного экрана на стенках скважины производят локальный гидравлический разрыв пласта. Струи промывочной жидкости направляют из насадок переводника на пласты с низкими градиентами разрыва с давлением, превышающим критическое при скорости истечения струи 102-118 м/с. Кольматационный экран создают закупориванием образовавшихся от локального гидроразрыва трещин поглощения. 2 k/) с